Attrito statico massimo

Testo

Attrito statico massimo. Quattro blocchi appoggiati su superfici diverse, stessa massa $m = 5\;\text{kg}$:

• (A) gomma su asfalto asciutto, $\mu_s = 1{,}0$;
• (B) gomma su asfalto bagnato, $\mu_s = 0{,}5$;
• (C) acciaio su acciaio, $\mu_s = 0{,}7$;
• (D) legno su legno, $\mu_s = 0{,}4$.

Ordina le forze di attrito statico massime dalla più piccola alla più grande.

Soluzione

Su un piano orizzontale la reazione normale bilancia il peso, $N = mg$, quindi la forza di attrito statico massima vale $F_{s,\max} = \mu_s N = \mu_s\, m g$. A parità di massa (e quindi di $N$), la forza dipende solo dal coefficiente $\mu_s$: basta ordinare i $\mu_s$. Usando $g = 9{,}8\;\text{m/s}^2$, il fattore comune è $mg = 5 \cdot 9{,}8 = 49\;\text{N}$:

$F_A = 1{,}0 \cdot 49 = 49\;\text{N} \qquad F_B = 0{,}5 \cdot 49 = 24{,}5\;\text{N}$

$F_C = 0{,}7 \cdot 49 = 34{,}3\;\text{N} \qquad F_D = 0{,}4 \cdot 49 = 19{,}6\;\text{N}$

Ordinando i coefficienti $0{,}4 < 0{,}5 < 0{,}7 < 1{,}0$, cioè le forze dalla più piccola alla più grande:

$\ev{F_D < F_B < F_C < F_A \quad (19{,}6;\; 24{,}5;\; 34{,}3;\; 49\;\text{N})}$

Nota fisica: è coerente con l’esperienza che la gomma su asfalto asciutto (A) offra la massima aderenza, mentre l’asfalto bagnato (B) la riduca drasticamente — motivo per cui frenare sul bagnato è più pericoloso.

Collegamenti

Argomenti: Attrito Concetti: Attrito statico Competenze: Ragionamento di ranking